Chauffage à reflux
Résumé
La température est l’un des facteurs cinétiques les plus utilisés pour modifier la vitesse d’une réaction chimique.
Une température plus froide permet de ralentir ou stopper une réaction. C’est la fonction du réfrigérateur qui permet de ralentir la transformation (dégradation) des aliments.
Inversement, une température plus élevée permet souvent d’accélérer la vitesse d’une réaction. Il faut cependant prendre des précautions. Un chauffage prolongé peut provoquer l’évaporation complète du solvant. Si le ballon est bouché, les gaz produits feraient dangereusement monter la pression.
L’animation illustre un dispositif typique de chauffage à reflux qui permet de chauffer un mélange réactionnel à pression constante (pression atmosphérique), sans perte de matière (les vapeurs produites sont condensées puis retournées dans le mélange).
Objectifs d’apprentissage
- Illustrer un montage de chauffage à reflux.
En savoir plus
Le mélange réactionnel est placé dans le ballon lui-même placé au-dessus d’un chauffe ballon.
Le ballon est maintenu sur une potence par une pince plate, mais le chauffe-ballon est placé sur un support élévateur. Ceci permet de sécuriser l’expérience et de contrôler la température de chauffage en abaissant rapidement le chauffe-ballon.
Le ballon est relié à un condenseur dans lequel circule en permanence de l’eau froide (réfrigérant à boules).
Porté à ébullition, le mélange est chauffé et agité, ce qui accélère la réaction. Les gaz produits s’évaporent et passent le long des surfaces froides du condenseur. Ceci a pour effet de condenser les vapeurs pour qu’elles retombent dans le mélange réactionnel. On évite ainsi les pertes de matières. Il est parfois utile d’ajouter des granules de pierre ponce afin de contrôler l’ébullition.
La réaction se fait à pression atmosphérique, car le condenseur reste ouvert à son extrémité supérieure.
De nombreux procédés industriels impliquent des réactions chimiques très lentes. Le chauffage est alors indispensable pour atteindre les seuils de rentabilité. Les grandes colonnes de distillation que nous observons dans certaines raffineries reposent sur ce principe.
